KR20110055752A - Manufacturing method of led chip and structure of led package - Google Patents

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KR20110055752A
KR20110055752A KR1020090107792A KR20090107792A KR20110055752A KR 20110055752 A KR20110055752 A KR 20110055752A KR 1020090107792 A KR1020090107792 A KR 1020090107792A KR 20090107792 A KR20090107792 A KR 20090107792A KR 20110055752 A KR20110055752 A KR 20110055752A
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing an led chip and led package structure are provided to coat a fluorescent layer, a heat emitting layer, and a reflecting layer on the frontal surface of an LED wafer, thereby making light emitting efficiency, brightness, lifetime, and color rendering indexes uniform between chips. CONSTITUTION: An LED wafer(100) on which electrodes(161,162) are formed is placed on a semiconductor layer(120). A corrosion material layer is formed on the electrodes. Fluorescent powder is sprayed and coated on the LED wafer to form a fluorescent layer. The corrosion material layer is eliminated to expose an electrode. The LED wafer is cut by a usage purpose.

Description

ＬＥＤ 칩 제조방법 및 ＬＥＤ 패키지 구조{Manufacturing Method of LED Chip and Structure of LED Package}Manufacturing Method of LED Chip and Structure of LED Package

본 발명은 고효율 발광다이오드(이하 "LED") 칩 제조방법 및 LED 패키지 구조에 관한 것으로서, 기존에는 1) LED 웨이퍼가 아니라 웨이퍼를 절단한 칩(chip)의 상부 또는 하부에 형광체층, 반사층 등을 도포하기 때문에, 각 칩 간의 발광효율, 휘도, 연색지수, 수명 등의 편차가 크게 발생하였다는 문제점, 2) 이로 인한 LED 칩의 불량률이 높고, 생산수율이 매우 낮다는 문제점, 3) 형광층을 이루는 물질이 대부분 형광파우더, 수지, 바인더, 용매 등으로 이루어지는 페이스트(paste)이기 때문에 형광층의 두께가 두껍고, 이 두께 또한 일정하지 않아, 재료가 낭비된다는 문제점, 4) 형광층이 형광물질만으로 이루어져 있지 않기 때문에 순수 형광체 보다 상대적으로 낮은 휘도 저하 문제점, 5) 공정속도가 느리다는 점 등의 문제점을 개선하여; LED 웨이퍼에 고상파우더를 분사하여 형광체층, 반사층, 방열층 등을 형성함으로써 상기 코팅층의 두께 및 밀도를 균일하게 하여, 각 LED 칩의 발광효율, 연색지수, 수명, 휘도의 편차를 획기적으로 줄일 수 있고, 기존 형광수지 페이스트를 도포한 것보다 발광효율, 휘도, 수명, 연색지수를 더 향상시킬 수 있고, 재 료 대비 LED 칩 및 패키지 생산량이 월등하게 많고, 빠른 제조공정으로 고효율 백색 LED 칩 및 패키지를 제조할 수 있는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a high efficiency light emitting diode (hereinafter referred to as "LED") chip and an LED package structure. Because of the coating, the variation of luminous efficiency, luminance, color rendering index, and lifespan between chips is large. 2) The defect rate of LED chips is high and the production yield is very low. Since most of the material is a paste made of a fluorescent powder, a resin, a binder, a solvent, etc., the thickness of the fluorescent layer is thick, and the thickness is also not constant, resulting in waste of materials. 4) The fluorescent layer is composed of only fluorescent materials. Improves the problems of lower luminance than pure phosphors, and 5) a slow process speed; By spraying solid phase powder on LED wafer to form phosphor layer, reflective layer, heat dissipation layer, etc., the thickness and density of the coating layer can be made uniform, and the variation in luminous efficiency, color rendering index, lifetime and luminance of each LED chip can be drastically reduced. In addition, the luminous efficiency, brightness, lifespan, and color rendering index can be improved more than the conventional fluorescent resin paste, and the production of LED chips and packages is much higher than that of materials. It relates to a technology capable of manufacturing.

LED는 p-n접합 다이오드의 일종으로, 순방향으로 전압이 걸릴 때, 단파장광이 방출되는 현상인 전기발광효과를 이용한 반도체소자이다. 즉 순방향 전압 인가시 n층의 전자와 p층의 정공(hole)이 결합하면서 전도대(conduction band)와 가전대(valance band)의 높이차이(에너지 갭)에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 LED가 되는 것이다.LED is a kind of p-n junction diode, and is a semiconductor device using an electroluminescent effect, which is a phenomenon in which short wavelength light is emitted when a voltage is applied in the forward direction. In other words, when the forward voltage is applied, the electrons of the n-layer and the holes of the p-layer are combined to emit energy corresponding to the height difference (energy gap) between the conduction band and the valence band. Energy is mainly emitted in the form of heat or light, and when it is emitted in the form of light, it becomes an LED.

최근 LED가 다양한 색의 광원으로 사용되고 있고, 조명용의 백색 LED 등, 고출력, 고휘도 LED에 대한 수요가 급증함에 따라, LED 칩과 패키지의 성능과 신뢰성을 향상시키는데 주안점을 두고 있다.Recently, as LEDs are used as light sources of various colors, and demand for high power and high brightness LEDs such as white LEDs for lighting is increasing, the focus is on improving performance and reliability of LED chips and packages.

LED를 이용하여 백색을 내는 종래의 제조방법은 단일 칩 형태의 방법으로 청색 또는 자외선(UV) LED 칩 위에 형광물질을 도포하여 백색을 얻는 각각의 방법과 두 개 또는 세 개의 칩을 서로 조합하여 백색을 얻는 다음의 다섯 가지 방법으로 구분할 수 있다. The conventional method of producing white color using LED is a single chip type method in which a fluorescent material is coated on a blue or ultraviolet LED chip to obtain white color, and white by combining two or three chips with each other. There are five ways to obtain.

1. 최초의 백색 LED 구조로서, 1993년 후반에 고휘도 청색 LED가 상용화됨에 따라 청색 LED를 여기 광원으로 사용하고, 여기광을 YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 의 황색(560nm)을 내는 형광물질을 도포하는 방법.1. As the first white LED structure, the high brightness blue LED is commercialized in late 1993, and the blue LED is used as the excitation light source, and the excitation light is coated with a fluorescent material emitting yellow (560 nm) of YAG (Yttrium Aluminum Garnet). Way.

2. 청색 LED를 여기 광원으로 사용하고, 여기광을 적색, 녹색을 내는 형광물질을 도포하는 방법. 2. A method in which a blue LED is used as an excitation light source and a fluorescent material emitting red and green excitation light is applied.

3. 자외선 LED를 여기 광원으로 사용하고, 여기광을 적색, 녹색, 청색의 다층 형광물질을 도포하는 방법.3. A method of applying an ultraviolet LED as an excitation light source and applying an excitation light of red, green, and blue multilayer fluorescent materials.

4. 적색, 녹색 및 청색 3개의 LED 칩을 조합하여 제작하는 방법.4. How to make a combination of three red, green and blue LED chips.

5. 보색관계를 갖는 2개의 LED 칩을 결합하여 만드는 방법.5. A method of combining two LED chips with complementary colors.

한편, 상기 백색 LED를 구현하기 위하여 형광물질을 도포하는 방법은 크게 형광 페이스트(paste) 수지를 이용하는 방법과 에어로졸 증착법(aerosol deposition)을 이용하는 방법으로 구분할 수 있으며, 그 자세한 내용은 다음과 같다.On the other hand, the method of applying a fluorescent material to implement the white LED can be largely divided into a method using a fluorescent paste (paste) resin and a method using aerosol deposition (aerosol deposition), the details are as follows.

1. 형광 페이스트(paste) 수지를 이용하는 방법.1. Method using fluorescent paste resin.

이 방법은 LED 칩 위에 형광 페이스트 수지를 주입(dispensing) 하거나, 분무(spraying)하여 백색광을 내는 방법으로서, 일반적으로 많이 사용되는 방법이다.This method is a method commonly used to emit white light by dispensing or spraying a fluorescent paste resin on an LED chip.

(1) 대한민국 특허등록 제10-0693462호("형광체를 이용한 파장변환형 발광다이오드 패키지 및 제조방법")는 형광체와 봉지재를 혼합하여 디스펜싱 방법에 의해 형광체층을 형성하는 기술에 관한 것이다.(1) Korean Patent Registration No. 10-0693462 ("wavelength converting light emitting diode package and manufacturing method using phosphor") relates to a technique of forming a phosphor layer by a dispensing method by mixing a phosphor and an encapsulant.

(2) 미합중국 특허등록 제7,049,159호("Stenciling phosphor layer on light emitting diodes") 및 미합중국 특허등록 제6,642,652호("Phosphor-converted lighted light emitting device")는 스텐실링 방법을 이용하여 페이스트 형광체 수지를 주입하는 백색 LED 제조방법에 관한 것이다. (2) US Pat. No. 7,049,159 ("Stenciling phosphor layer on light emitting diodes") and US Pat. No. 6,642,652 ("Phosphor-converted lighted light emitting devices") inject paste phosphor resin using a stencil method. It relates to a white LED manufacturing method.

(3) 대한민국 특허등록 제10-0755612호("LED 패키지 제조방법 및 백색원 모듈 제조방법")는 스프레이 코팅법으로 수지 몰딩부 표면에 형광체 함유 코팅제를 도포하여 형광체 박막을 형성하는 기술로 기재되어 있다.(3) Korean Patent Registration No. 10-0755612 ("LED package manufacturing method and white source module manufacturing method") is described as a technique of forming a phosphor thin film by applying a phosphor-containing coating on the surface of the resin molding part by a spray coating method. have.

(4) 대한민국 특허등록 제10-0788041호("백색 발광다이오드 제작을 위한 세라믹 형광체와 이를 이용한 백색발광다이오드")는 세라믹 형광체와 바인더와의 혼합물을 광원위에 트랜스퍼 몰딩, 스퍼터링, 디스펜싱 방법으로 백색 발광다이오드를 제조하는 방법을 개시하였다.(4) Korean Patent Registration No. 10-0788041 ("Ceramic Phosphor for White Light Emitting Diode and White Light Emitting Diode Using the Same") is a method of transferring a mixture of a ceramic phosphor and a binder onto a light source using white, by molding, sputtering, or dispensing. A method of manufacturing a light emitting diode is disclosed.

상기 (1) 내지 (4)의 기술은 종래의 형광 분말과 에폭시나 실리콘 수지를 혼합하여 스프레이 또는 주입 방법을 사용하는 경우로서, 에폭시나 실리콘 등의 용액 내에 분산되어 있던 형광체가 수지의 경화과정에서 발생되는 형광체 입자의 불균일한 분포 및 침전 문제로, 일정한 두께 및 밀도의 형광층을 제조하기 어렵고, 특히, 자외선 LED에 적색, 녹색, 및 청색 형광체를 혼합하여 사용하는 경우에는 각각의 형광체 종류에 따라 비중이나 크기가 상이하므로 색의 불균일이 심화되고, 휘도가 감소하게 된다. 또한, LED 웨이퍼로부터 절단된 LED 칩(chip) 위에 형광체를 몰딩수지에 혼합하여 스프레이 또는 상기 방법으로 주입하므로 각 칩 간 발광효율, 형광체 양, 휘도, 수명의 편차가 커서 목표하는 휘도 및 수명의 LED 칩 생산수율이 저하되는 큰 단점이 있다.The technique of the above (1) to (4) is a case of using a spray or injection method by mixing a conventional fluorescent powder and epoxy or silicone resin, the phosphor dispersed in a solution such as epoxy or silicone during the curing process of the resin Due to uneven distribution and precipitation of phosphor particles generated, it is difficult to produce a phosphor layer having a constant thickness and density, and in particular, when a mixture of red, green, and blue phosphors is used in an ultraviolet LED, Since the specific gravity and the size are different, the color unevenness is intensified and the luminance is reduced. In addition, since the phosphor is mixed with a molding resin on the LED chip cut from the LED wafer and sprayed or injected by the above method, the variation in luminous efficiency, phosphor amount, luminance, and lifetime between the chips is large, so that the LED having the desired luminance and lifetime There is a big disadvantage that the chip production yield is lowered.

(5) 대한민국 특허등록 제10-0644881호("반경화 폴리머/형광체 복합체 필름, 이의 제조방법 및 이의 용도")는 상기 (1)~(4)에서 마찬가지로 형광체와 폴리머레진 등을 혼합한 페이스트(슬러리)를 사용하여, LED 칩 위에 혼합형광체수지의 불균일 분포 및 침전 등의 문제를 해결하기 위하여 폴리머 필름위에 형광체 페이스트를 테이프 캐스팅(tape casting) 방법으로 도포하여, 폴리머/형광체 복합체 필름을 형성하고, 상기 필름에 압력을 가하여 프리 몰드 LED 패키지 내부에 전사시키는 기술을 제시하였다. 이 기술 또한 형광체와 수지를 혼합한 페이스트 형광체의 한계를 극복하기에는 한계가 있다.(5) Korean Patent Registration No. 10-0644881 ("A semi-cured polymer / phosphor composite film, a manufacturing method thereof and its use") is a paste in which phosphors and polymer resins are mixed in the same manner as in (1) to (4) ( Slurry), a phosphor paste is applied on the polymer film by a tape casting method to solve problems such as uneven distribution and precipitation of the mixed phosphor resin on the LED chip, thereby forming a polymer / phosphor composite film, A technique of applying pressure to the film to transfer inside the pre-mold LED package has been proposed. This technique also has limitations in overcoming the limitations of paste phosphors in which phosphors and resins are mixed.

(6) 대한민국 특허등록 제10-0901369호("백색 발광다이오드 칩 및 그 제조방법")는 LED 사출 반사판 내부에 채워지는 형광체 수지의 양, 시간, 및 점도의 변화에 민감하여 작업 시의 조건에 따라 다른 색의 광을 발산하는 다이오드 소자가 만들어질 수 있는 디스펜싱 공정의 단점 및 문제점을 지적하면서, 적색 형광층, 반사층, 녹색 형광층을 형성하는 백색 발광다이오드 구조를 개시하였다. 그러나, 각 형 광층, 반사층을 형성하는 구체적인 방법이 제시되지 못하는 한계가 있다. 왜냐하면, 상기 각 층을 어떤 방법으로 형성(코팅)하느냐에 따라, LED 칩의 휘도, 수명, 생산수율 등이 결정되기 때문이다. (6) Korean Patent Registration No. 10-0901369 ("White light emitting diode chip and its manufacturing method") is sensitive to changes in the amount, time, and viscosity of the phosphor resin filled in the LED injection reflector, Accordingly, a white light emitting diode structure is disclosed in which a red fluorescent layer, a reflective layer, and a green fluorescent layer are formed while pointing out disadvantages and problems of the dispensing process in which diode devices emitting different colors of light can be made. However, there is a limit that a specific method for forming each phosphor layer and a reflection layer cannot be presented. This is because the brightness, lifespan, production yield, etc. of the LED chip are determined by how the layers are formed (coated).

2. 에어로졸 증착법(aerosol deposition)을 이용하는 방법2. Method using aerosol deposition

에어로졸 증착 방법은 Jun Akedo가 Seiichiro Kashu의 기체 증착법을 개선 발전시켜, 다양한 박막을 제조할 수 있도록 개발한 것이다. 에어로졸 증착방법의 기본 개념은 수송 기체가 고상 파우더가 담긴 에어로졸 챔버로 유입되고, 압력차를 이용하여 에어로졸 챔버 내에 부유하는 분말이 진공상태의 증착챔버 내에 있는 기재에 노즐을 통하여 분사하여 증착하는 방법(대한민국 특허등록 제10-0724070호 "복합구조물 및 그의 제조방법과 제조장치"; PCT/JP2000/007076, 대한민국 특허등록 제10-0767395호 "복합구조물"; PCT/JP2000/007076, 미합중국 특허등록 7,338,724 "Composite structure body and method for manufacturing thereof")이다.The aerosol deposition method was developed by Jun Akedo to improve Seiichiro Kashu's gas deposition method to produce various thin films. The basic concept of the aerosol deposition method is a method in which a transport gas is introduced into an aerosol chamber containing a solid powder, and a powder floating in an aerosol chamber by a pressure difference is sprayed onto a substrate in a deposition chamber under vacuum by a nozzle to deposit the vaporized gas ( Korean Patent Registration No. 10-0724070 "Composite Structure and Manufacturing Method and Manufacturing Apparatus"; PCT / JP2000 / 007076, Korean Patent Registration No. 10-0767395 "Composite Structure"; PCT / JP2000 / 007076, US Patent Registration 7,338,724 " Composite structure body and method for manufacturing ".

(1) 대한민국 특허등록 제10-0631845호("에어로졸법을 이용한 형광체막 형성방법")는 ITO 글래스계 기판에 형광체(ZnO계, ZnS계, YAG 등)를 에어로졸법을 이용하여 코팅하는 기술을 기재하였다.(1) Korean Patent Registration No. 10-0631845 ("Phosphor Film Formation Method Using Aerosol Method") is a technique for coating phosphors (ZnO-based, ZnS-based, YAG, etc.) on an ITO glass-based substrate by using an aerosol method. Described.

(2) 대한민국 특허등록 제10-0665214호("형광체막 제조방법, 이를 이용한 발광장치의 제조방법 및 발광장치")는 에어로졸 증착법을 이용하여 형광체막을 제조 하는 기술을 기재하였다.(2) Korean Patent Registration No. 10-0665214 ("Fluorescent film manufacturing method, light emitting device manufacturing method and light emitting device using the same") described a technique for producing a fluorescent film using the aerosol deposition method.

(3) 미합중국 공개특허 제2007/0164300호("White light emitting diode(white LED) and method of manufacturing white LED"; PCT/JP05/02979)는 에어로졸 방법(aerosol deposition)을 이용하여 청색 LED 칩(chip) 광원에 황색 형광체를 형성하여 백색 LED를 제조하는 기술을 기재하였다.(3) United States Patent Application Publication No. 2007/0164300 ("White light emitting diode (white LED) and method of manufacturing white LED"; PCT / JP05 / 02979) is a blue LED chip using aerosol deposition (chip) ) To produce a yellow LED by forming a yellow phosphor in the light source.

(4) 미합중국 공개특허 제2007/0176194호("White light emitting diode and method of manufacturing the same"; PCT/JP05/10640)는 에어로졸 방법(aerosol deposition)을 이용하여 자외선 LED 칩(chip) 광원에 형광체를 구성하여 백색 LED를 제조하는 기술을 기재하였다.(4) United States Patent Application Publication No. 2007/0176194 ("White light emitting diode and method of manufacturing the same"; PCT / JP05 / 10640) discloses a phosphor on an ultraviolet LED chip light source using aerosol deposition. To describe a technique for producing a white LED.

상기 (3) 및 (4)의 기술은 에어로졸법을 이용하여 LED 칩(chip) 광원에 형광체를 코팅하여 백색 LED를 구현하는 기술로서, 전술한 형광 페이스트 수지를 이용한 것보다 상대적으로 수명 및 휘도가 우수하다. 왜냐하면, 형광 페이스트 수지를 이용한 방법은 청색 또는 자외선 LED 칩에서 나온 빛의 파장 일부가 형광 페이스트 수지에 흡수되어 손실되므로, 순수 형광물질로 코팅한 것보다 발광효율 및 휘도가 저하되기 때문이다. 다만, 상기 (3) 및 (4)의 특허공개 명세서 Fig. 2에 도시된 바와 같이, 청색 LED 칩 또는 자외선 LED 칩 상부 및 측면 모두에 형광체가 코팅되어 있는 것으로 미루어 볼 때, 본 발명에서 강조하는 바와 같이, LED 웨이퍼에 일차적 으로 형광 분말을 코팅한 것이 아니라, 일반적으로 사용되고 있는 공정과 같이, 먼저 LED 웨이퍼를 적절한 크기로 절단하여 LED 칩을 제작한 후 기재(substrate)에 칩을 실장한 후 형광 분말을 코팅한 것으로서, 본 발명과는 공정이 상이한 것으로 보인다. 전술한 바와 같이, 상기 (3) 및 (4) 기술의 공정은 백색 LED 각 칩 간의 발광효율, 수명, 휘도의 편차를 보일 수 밖에 없어 생산수율이 상대적으로 저하되는 단점이 있다.The technique of (3) and (4) is a technique for implementing a white LED by coating the phosphor on the LED chip light source using the aerosol method, the life and luminance is relatively higher than that using the above-described fluorescent paste resin great. This is because the method using the fluorescent paste resin absorbs and loses part of the wavelength of the light emitted from the blue or ultraviolet LED chip, so that the luminous efficiency and luminance is lower than that of the pure fluorescent material. However, the patent specification of (3) and (4) above. As shown in Fig. 2, in view of the fact that the phosphor is coated on both the top and the side of the blue LED chip or the ultraviolet LED chip, the fluorescent powder is not primarily coated on the LED wafer as emphasized in the present invention. As in the process generally used, the LED wafer is first cut into an appropriate size to manufacture an LED chip, and then the chip is mounted on a substrate, and then fluorescent powder is coated. The process seems to be different from the present invention. As described above, the process of the above (3) and (4) technology has a disadvantage in that the production yield is relatively lowered because the variation in luminous efficiency, lifespan, and luminance between the white LED chips can be shown.

또한, 상기 문제와 더불어, 기판 위에 실장 되어 있는 LED 칩 위에 형광체를 코팅하는 과정에서 공정상으로 볼 때 LED 칩 한 개만 형광체 코팅을 하는 것이 아니라, 기판 위에 실장된 LED 칩을 여러 개 코팅하고 그 주위로 형광체 파우더가 코팅되지 않도록 LED 칩 상부 및 측면에 정확하게 코팅하기 위해서 마스크가 별도로 필요하여 공정이 복잡해지는 단점이 있고, 에어로졸 방법(상기 (3) 및 (4)의 특허공개 명세서, Fig. 1 참조)에서 사용되는 형광 분말 공급 방법이 에어로졸 챔버에서 증착챔버로 수송되는 분말 공급량이 일정하지 않기 때문에, LED 칩 간 발광효율, 휘도, 코팅두께 등의 편차가 큰 단점이 있다. 또한, 형광 분말 코팅 연속 공정상 상기 LED 칩 사이의 간격 사이로 노즐이 위치할 때 분말이 분사되어 손실될 수 있고, 이를 막기 위하여 분말이 노즐로 분사되지 않도록 수송관에 개폐 밸브를 사용하더라도, 밸브를 닫고 여는 순간 정체되어 있는 분말이 쏟아져 더욱더 일정량의 형광분말이 공급되지 못하는 한계가 있어, 연속적인 공정에 적용하기 어려운 문제점이 있다. 유사한 기술로서, 대한민국 특허등록 제10-0846148호 "고상 파우더를 이용한 증착박막 형성방법 및 장치"는 상기 에어로졸 증착법을 이용한 것으로서 증 착챔버 내에 간헐적으로 감압을 증폭시켜 에어로졸화된 입자의 충돌속도를 가속화하여 충돌시킴으로써 상온에서 박막을 얻는 방법이나, 간헐적으로 압력을 조절하기 때문에 고상파우더를 연속적으로 일정량으로 공급할 수 없기 때문에 균일한 코팅을 하는데 상당한 문제점이 있다.In addition, in addition to the above problem, in the process of coating the phosphor on the LED chip mounted on the substrate, not only one LED chip is phosphor coated, but several LED chips mounted on the substrate and coated around In order to accurately coat the upper and side surfaces of the LED chip so that the phosphor powder is not coated, there is a disadvantage in that the process is complicated due to a separate mask, and the aerosol method (see the patent specification of (3) and (4), Fig. 1). Since the amount of powder supplied from the aerosol chamber to the deposition chamber is not constant, the fluorescence powder supply method used in the above) has a large disadvantage in that the variation in luminous efficiency, brightness, coating thickness, etc. between the LED chips is large. In addition, when the nozzle is positioned between the gaps between the LED chips in the fluorescent powder coating continuous process, the powder may be lost by spraying, even if using the on-off valve in the transport pipe so that the powder is not injected into the nozzle to prevent this, When closing and opening, the stagnant powder is poured and there is a limit that a certain amount of fluorescent powder cannot be supplied, which is difficult to apply to a continuous process. As a similar technology, Korean Patent Registration No. 10-0846148, "Deposition method and apparatus for forming a thin film using solid powder", uses the aerosol deposition method to accelerate the collision speed of aerosolized particles by amplifying the depressurization intermittently in the deposition chamber. There is a significant problem in uniform coating because the method of obtaining a thin film at room temperature by colliding with each other, or because it is not possible to supply a constant amount of solid powder continuously because of the intermittent pressure adjustment.

또한, 에어로졸 증착법에서는 기본적으로 고가의 비활성기체(N2, He)를 사용하기 때문에 생산단가에도 영향을 미치는 한계가 있고, 연속적인 공정이 되기 위해서는 더 많은 비활성기체가 공급될 수 있는 장치가 추가적으로 더 필요하다.In addition, since the aerosol deposition method basically uses expensive inert gas (N 2 , He), there is a limit that affects the production cost, and in order to be a continuous process, an additional device capable of supplying more inert gas may be additionally added. need.

따라서, 에어로졸 증착법에서는 에어로졸 챔버에서 증착챔버로의 일정시간에 일정한 양의 분말을 연속적으로 공급하지 못하는 문제점 때문에, 후술할 본 발명의 기술처럼 LED 웨이퍼 자체에 직접 파우더를 분사코팅 하더라도, LED 웨이퍼를 절단하여 칩상태로 만들더라도, 이 LED 칩 간의 발광효율, 휘도, 수명, 코팅두께, 코팅밀도의 편차가 발생하여 생산수율이 저하되는 문제점을 근본적으로 해결할 수 없는 한계점이 있는 것이 주지의 사실이다.Therefore, the aerosol deposition method does not continuously supply a certain amount of powder in a predetermined time from the aerosol chamber to the deposition chamber, even if the powder is spray-coated directly on the LED wafer itself, as in the technique of the present invention to be described later, cutting the LED wafer Even if it is made into a chip state, it is well known that there is a limit that cannot fundamentally solve the problem that the yield of production decreases due to variations in luminous efficiency, brightness, lifetime, coating thickness, and coating density between the LED chips.

본 발명은 제조된 LED 칩(chip) 간의 발광효율, 휘도, 연색지수, 수명, 코팅 두께 및 코팅 밀도 등의 편차를 획기적으로 감소시켜, 생산수율을 향상시키고, 재료 대비 LED 칩, 패키지 생산량이 월등하게 많고, 빠른 제조공정으로 고효율 백색 LED 칩, 패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention significantly reduces the variation in luminous efficiency, brightness, color rendering index, lifespan, coating thickness and coating density between the manufactured LED chips, improves the production yield, and the production of LED chips and packages compared to materials In order to provide a high-efficiency white LED chip, a package, and a method of manufacturing the same, there are many, fast manufacturing processes.

본 발명은 LED 웨이퍼에 직접 순수 형광물질로 이루어진 고상파우더를 분사 적층하여 형광체층을 형성시키고, 방열층(전극층), 반사층을 선택적으로 형성시킨 후 LED 웨이퍼를 식각하며 전극을 형성시키고, 이를 절단하여 LED 칩을 만들어 내는 공정에 관한 것이다. The present invention forms a phosphor layer by spraying and stacking a solid powder made of pure phosphor directly on the LED wafer, selectively forming a heat dissipation layer (electrode layer) and a reflective layer, and then etching the LED wafer to form electrodes and cutting them. It relates to a process for making LED chips.

본 발명에 따른 LED 칩 제조방법은 LED 웨이퍼 전면에 형광층, 방열층(전극층), 반사층을 코팅하는 공정을 채택함으로써 최종 절단된 LED 칩의 칩(chip) 간 발광효율, 연색지수, 휘도, 수명이 균일해지도록 한 것이다.The LED chip manufacturing method according to the present invention adopts a process of coating a fluorescent layer, a heat dissipation layer (electrode layer), and a reflective layer on the entire surface of the LED wafer, thereby improving luminous efficiency, color rendering index, luminance, and lifetime between chips of the LED chip finally cut. This is to make it uniform.

본 발명에서는 [도 16]에 보이는 바와 같이, 직경 2인치 내지 8인치의 LED 웨이퍼 수개 내지 수백개를 동시에 이송함으로써, 일정한 시간에 일정한 고상파우더(형광기능 분말, 방열기능 분말, 전극기능 분말, 반사기능 분말 등)를 공급하는 초음속 또는 아음속 슬릿분사노즐로 LED 웨이퍼를 스캐닝하여 일정한 밀도로 코팅할 수 있기 때문에 제조 공정속도가 기존 LED 칩 생산공정보다 월등히 빠르고, 공 정 순서가 다른, 종래의 LED 공정과는 차별되는 기술이다.In the present invention, as shown in Figure 16, by transferring several to hundreds of LED wafers with a diameter of 2 inches to 8 inches at the same time, a certain solid phase powder (fluorescent function powder, heat radiation function powder, electrode function powder, reflection at a certain time) Ultrasonic or subsonic slit spray nozzles that supply functional powders can be used to scan LED wafers and coat them with a consistent density, making the manufacturing process speed much faster than conventional LED chip production processes, and the conventional LED processes with different process sequences. Is a different technology.

위와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention as described above has the following effects.

1. LED 웨이퍼에 순수 고상파우더(형광기능 분말, 방열기능 분말, 전극기능 분말, 반사기능 분말 등)로 코팅하여 균일한 코팅 두께 및 밀도로 형성할 수 있기 때문에, 제조된 칩 간에 발광효율, 휘도, 수명, 연색성 지수가 균일하도록 할 수 있다.1. The light emitting efficiency and luminance between the manufactured chips can be formed by coating the LED wafer with pure solid powder (fluorescent powder, heat-dissipating powder, electrode powder, reflective powder, etc.) to form a uniform coating thickness and density. The lifespan and color rendering index can be made uniform.

2. LED 웨이퍼 수개 내지 수백개를 동시에 코팅할 수 있어, 제조공정 속도가 월등히 빠르고, 경제적인 생산수율이 가능하다.2. It can coat several to hundreds of LED wafers at the same time, so the manufacturing process is very fast and economical production yield is possible.

3. LED 웨이퍼에 코팅층을 균일한 박막 또는 후막으로 제작할 수 있고, 코팅파우더의 투입량이 종래의 기술에 비해 적으므로 경제적인 생산이 가능하다.3. The coating layer can be produced as a uniform thin film or thick film on the LED wafer, and the input amount of the coating powder is smaller than that of the conventional technology, and thus economical production is possible.

4. 일정시간에 일정하게 연속적으로 정량공급되는 순수 파우더(형광기능, 방열기능, 전극기능, 반사기능)를 분사코팅하여 고효율, 저전력, 고휘도, 고수명의 백색 LED 칩 및 패키지가 제작가능하다.4. It is possible to manufacture high efficiency, low power, high brightness and long life white LED chip and package by spray coating pure powder (fluorescent function, heat dissipation function, electrode function, reflection function) which is continuously and quantitatively supplied at regular time.

5. 기존 LED 패키지 공정에서 형광체 디스펜싱(dispensing) 공정이 필요 없기 때문에 고가의 수많은 패키지 공정장비가 필요 없다.5. Existing LED package process does not require phosphor dispensing process, so many expensive package processing equipment is not needed.

이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명이 제공하는 LED 칩 제조방법과 LED 패키지 구조를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the LED chip manufacturing method and the LED package structure provided by the present invention together with the accompanying drawings will be described in detail.

Ⅰ. ＬＥＤ 칩 제조방법Ⅰ. LED Chip Manufacturing Method

본 발명은 (a) 반도체층에 전극이 형성되되, 양전극과 음전극이 일방향 또는 양방향으로 형성된 LED 웨이퍼를 준비하는 단계; (b) 전극 위에 부식물질층을 형성시키는 단계; (c) 상기 LED 웨이퍼 상부에 형광 파우더를 분사 코팅하여 형광층을 형성시키는 단계; (d) 상기 부식물질층을 제거하여 전극을 노출시키는 단계; 및 (e) 상기 LED 웨이퍼를 용도에 맞는 크기로 절단하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 칩 제조방법을 제공한다. 이와 같은 LED 칩 제조방법은 LED 칩의 구조, 양전극과 음전극의 형성방향 등에 따라 구체적인 구현 방법이 달라질 수 있으므로 이하에서는 첨부한 도면에 도시된 실시예와 함께 본 발명을 각 단계별로 상세히 설명하기로 한다. The present invention comprises the steps of (a) preparing an LED wafer having an electrode formed on the semiconductor layer, the positive electrode and the negative electrode formed in one or two directions; (b) forming a caustic layer over the electrode; (c) spray coating fluorescent powder on top of the LED wafer to form a fluorescent layer; (d) removing the corrosive layer to expose the electrode; And (e) cutting the LED wafer to a size suitable for the purpose; It provides an LED chip manufacturing method comprising a. Such a method of manufacturing an LED chip may vary depending on the structure of the LED chip, the formation direction of the positive electrode and the negative electrode, and so on. Hereinafter, the present invention will be described in detail with respect to the embodiments shown in the accompanying drawings. .

다만, 본 발명은 첨부된 도면과 관련된 내용 이외에도, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하므로 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다는 점을 미리 밝혀둔다.However, the present invention is capable of various modifications and variations within the scope of the present invention without departing from the gist of the present invention, in addition to the accompanying drawings, the claims of the present invention includes modifications and variations that fall within the true scope of the invention. Make a point out in advance.

1. 전극(양전극과 음전극)이 1. The electrodes (positive electrode and negative electrode) 일방향(상방향)으로In one direction (up) 형성되어 있는  Formed LEDLED 웨이퍼를 가공하는 방법(A방법) Wafer processing method (A method)

1-1. (a)단계1-1. step (a)

본 단계는 반도체층에 전극이 일방향(상방향)으로 형성된 LED 웨이퍼(100)를 준비하는 단계이다. [도 2]에 도시된 LED 웨이퍼(100)는 사파이어(sapphire; Al2O3) 또는 SiC와 같은 절연체로 이루어진 절연층(110)에 반도체층(120)이 적층되고, 양전극(162) 및 음전극(161)이 형성된 것이다. 상기 반도체층(120)은 n형 반도체층(122), 활성층(123), p형 반도체층(121)이 차례로 적층, 형성된 것이다. 상기 n형 반도체층(122), 활성층(123), p형 반도체층(121)은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물(예를들면 GaAs, GaP, GaN, InP, InAs, GaAlN, InAlGaN 또는 이들의 혼합물)이 유기금속화학증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition)에 의해 성장된 에피 웨이퍼로서, 후술할 형광 물질의 색에 따라 청색 LED 웨이퍼(100B) 또는 자외선 LED 웨이퍼(100V)를 준비할 수 있다.This step is to prepare an LED wafer 100 in which electrodes are formed in one direction (upward direction) on the semiconductor layer. In the LED wafer 100 illustrated in FIG. 2, a semiconductor layer 120 is stacked on an insulating layer 110 formed of an insulator such as sapphire (Al 2 O 3 ) or SiC, and a positive electrode 162 and a negative electrode 161 is formed. The semiconductor layer 120 is formed by sequentially stacking an n-type semiconductor layer 122, an active layer 123, and a p-type semiconductor layer 121. The n-type semiconductor layer 122, the active layer 123, the p-type semiconductor layer 121 is a group III-V compound (for example, GaAs, GaP, GaN, InP, InAs, GaAlN, InAlGaN or a mixture thereof) As an epitaxial wafer grown by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), a blue LED wafer 100B or an ultraviolet LED wafer 100V may be prepared according to a color of a fluorescent material to be described later.

한편, 본 단계에서는 발광효율 및 휘도 개선을 위해 LED 웨이퍼(100) 하부의 절연층(110)을 제거하는 과정을 포함할 수 있고, 상기 절연층(110) 제거 방법으로는 그라인딩(grinding) 방법 또는 레이저 리프트 오프 방법을 이용할 수 있다.Meanwhile, the step may include removing the insulating layer 110 under the LED wafer 100 in order to improve luminous efficiency and brightness. The insulating layer 110 may be a grinding method or a grinding method. Laser lift off methods can be used.

1-2. (b)단계1-2. (b) step

본 단계는 전극 위에 부식물질층을 형성시키는 단계이다. 본 단계는 LED 웨이퍼에 대한 감광제 도포공정 후 노광 및 현상공정을 통하여 전극 외 부분의 감광제를 제거함으로써 전극 위에 부식물질층을 형성시키거나, 전극 위에 부식물질을 도포함으로써 부식물질층을 형성시킬 수 있다.This step is to form a corrosion layer on the electrode. This step may form a corrosive material layer on the electrode by removing the photoresist outside the electrode through the exposure and development process after the photosensitive agent coating process on the LED wafer, or to form a corrosive material layer by applying the corrosive material on the electrode. .

[도 3]의 (a)는 상기 LED 웨이퍼(100) 상부에 감광제(포토레지스터; 400)를 도포하는 공정을 도시한 것이고, [도 3]의 (b)는 LED 웨이퍼(100)의 상부에 도포된 감광제(포토레지스터; 400)를 노광 및 현상공정을 통하여 양전극 및 음전극 상부 이외 부분의 감광제를 제거한 상태를 도시한 것이다. 이 경우에는 상기 감광제가 부식물질이 된다.FIG. 3A illustrates a process of applying a photoresist 400 onto the LED wafer 100, and FIG. 3B illustrates an upper portion of the LED wafer 100. The photosensitive agent (photoresist) 400 is coated and the photosensitive agent of the portion other than the upper part of the positive electrode and the negative electrode is removed through an exposure process. In this case, the photosensitive agent becomes a corrosive substance.

한편, [도 3]의 (c)는 노광 및 현상 공정이 없는 프린팅 공정만으로 부식물질층을 형성한 상태를 도시한 것이다. 본 발명에서의 부식물질(401)은 "어떤 특정 물질이 에칭(식각)에 의해 제거되는 물질"을 통칭하는 것이며, 이러한 부식물질(401)과 상기 부식물질의 제거에 관한 사항은 산업계에서 매우 다양하게 활용되고 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 상기 부식물질(401)을 도포하는 방법 역시 일반적인 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 오프셋 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소그래피에 의해 실시할 수 있으며, 부식물질의 두께 및 선폭은 목적 및 기능에 따라 상기 프린팅방법을 선택적으로 사용할 수 있고, 상기 부식물질(401)의 종류에 따라 부식물질(401)의 부착력을 향상시키기 위해 상기 부식물질(401) 도포 후 베이킹 공정을 추가할 수 있다. On the other hand, (c) of FIG. 3 illustrates a state in which a corrosive material layer is formed only by a printing process without an exposure and development process. In the present invention, the corrosive material 401 generally refers to a "material in which a specific material is removed by etching (etching)", and the matter regarding the removal of the corrosive material 401 and the corrosive material varies widely in the industry. Since it is used for the purpose of explanation, detailed description thereof will be omitted. Meanwhile, the method of applying the corrosive material 401 may also be performed by general inkjet printing, screen printing, offset printing, gravure printing, flexography, and the thickness and line width of the corrosive material may be printed according to the purpose and function. The method may be optionally used, and a baking process may be added after applying the corrosive material 401 to improve the adhesion of the corrosive material 401 according to the type of the corrosive material 401.

1-3. (c)단계1-3. step (c)

본 단계는 상기 (b)단계 시행 후, 상기 LED 웨이퍼(100)의 상부면에 형광 파우더를 분사 코팅하여 코팅두께 및 코팅밀도가 균일한 형광층(130)을 형성시키는 단계이다([도 4] 참조). 이 때, 형광 파우더의 입자 크기 분포가 큰 것은 바람직하지 않고, 형광 파우더의 코팅 효율을 높이기 위하여 입자크기가 비슷하게 분포되는 것을 사용하는 것이 더 바람직하다. This step is a step of forming a fluorescent layer 130 having a uniform coating thickness and coating density by spray coating the fluorescent powder on the upper surface of the LED wafer 100 after the step (b) ([FIG. 4]). Reference). At this time, it is not preferable that the particle size distribution of the fluorescent powder is large, and in order to increase the coating efficiency of the fluorescent powder, it is more preferable to use those having a similar particle size distribution.

상기 (a)단계에서는 청색 LED 웨이퍼(101B) 또는 자외선 LED 웨이퍼(101V)를 준비할 수 있는데, 백색광 발광을 위해서는 LED 웨이퍼의 종류에 따라 아래와 같이 형광물질을 달리 적용할 수 있다.In the step (a), the blue LED wafer 101B or the ultraviolet LED wafer 101V may be prepared. For the white light emission, fluorescent materials may be differently applied according to the type of the LED wafer.

(1) 청색 LED 웨이퍼(101B)가 준비된 경우 형광층의 실시예(1) Example of Fluorescent Layer when Blue LED Wafer 101B is Prepared

1) 황색 형광 파우더((Y, Gd, Ce)3Al5O12 등)를 코팅한 황색 형광층(130Y)([도 5]의 (a) 참조). 1) A yellow fluorescent layer 130Y coated with a yellow fluorescent powder ((Y, Gd, Ce) 3 Al 5 O 12, etc.) (see (a) of FIG. 5).

2) 적색 형광 파우더(CaAlSiN3:Eu 등)를 코팅한 적색 형광층(130R)과 녹색 형광 파우더(CaSC2O4:Ce, BaSrSiO4:Eu 등)를 코팅한 녹색 형광층(130G)이 2층으로 형성된 형광층([도 5]의 (b) 참조). 2) Red fluorescent layer 130R coated with red fluorescent powder (CaAlSiN 3 : Eu, etc.) and green fluorescent layer 130G coated with green fluorescent powder (CaSC 2 O 4 : Ce, BaSrSiO 4 : Eu, etc.) A fluorescent layer formed of a layer (see (b) of [Fig. 5]).

3) 상기 녹색 형광 파우더와 적색 형광 파우더를 혼합하여 한 층으로 코팅한 녹색 및 적색 혼합 형광층(130GR)([도 5]의 (a) 참조). 3) The green and red mixed fluorescent layer 130GR coated with one layer by mixing the green fluorescent powder and the red fluorescent powder (see (a) of FIG. 5).

(2) 상기 자외선 LED 웨이퍼(100V)가 준비된 경우 형광층의 실시예(2) Example of Fluorescent Layer When the Ultraviolet LED Wafer 100V is Prepared

1) 적색 형광 파우더(Y2O3S:Eu3 +, CaS:Eu 등)를 코팅한 적색 형광층(130R), 녹 색 형광 파우더(Ba2SiO4:Eu, ZnGe2O4:Eu, LaPO4:Ce3 + 등)를 코팅한 녹색 형광층(130G) 및 청색 형광 파우더(CaSrS:Bi, CaS:Bi 등)를 코팅한 청색 형광층(130B)이 3층으로 형성된 형광층([도 6]의 (a) 참조).1) a red fluorescent powder (Y 2 O 3 S: Eu 3 +, CaS: Eu , and so on) for a red fluorescent layer (130R coating), green fluorescent powder (Ba 2 SiO 4: Eu, ZnGe2O4: Eu, LaPO4: Ce 3 + and the like) of the fluorescent layer formed of three layers of the green fluorescent layer 130G coated with blue fluorescent powder 130C coated with blue fluorescent powder (CaSrS: Bi, CaS: Bi, etc.) a)).

2) 상기 청색, 녹색 및 적색 형광 파우더를 혼합하여 한 층으로 코팅한 청색, 녹색 및 적색 혼합 형광층(130BGR)([도 6]의 (b) 참조)2) Blue, green and red mixed fluorescent layer 130BGR coated with a mixture of blue, green and red fluorescent powder (see (b) of Figure 6)

상기 형광 파우더는 위에서 열거한 것에 국한되지 않고, 각 색의 여기 형광체를 각 LED 웨이퍼 전체 상하부면에 적절하게 조합 분사 코팅하여 백색 LED 칩 및 패키지를 제조할 수 있다.The fluorescent powder is not limited to those listed above, and white LED chips and packages may be manufactured by appropriately spray-coating coating the excitation phosphors of respective colors on the upper and lower surfaces of each LED wafer.

1-4. (c-1)단계 1-4. step (c-1)

본 단계는 상기 (c)단계 시행 후 선택적으로 시행할 수 있는 단계로서, 상기 형광층(130)의 반대면에 반사기능 파우더를 분사 증착시켜 반사층(140)을 형성시키는 단계이다.This step is a step that can be selectively performed after the step (c), the step of forming a reflective layer 140 by spray deposition of the reflective powder on the opposite surface of the fluorescent layer 130.

상기 반사층(reflective layer)을 구성하는 반사기능 파우더로는 Ag, Al, Ti, Ge, Sn, In, Mg, Ca, Sr 등의 파우더를 적용할 수 있으며, 이러한 반사기능 파우더를 코팅하여 반사층을 형성시킴으로써 LED의 발광효율을 개선할 수 있다([도 6] 참조). As the reflective powder constituting the reflective layer, powders of Ag, Al, Ti, Ge, Sn, In, Mg, Ca, Sr, etc. may be applied, and the reflective powder is coated to form a reflective layer. This can improve the luminous efficiency of the LED (see Fig. 6).

1-5. (c-2)단계1-5. step (c-2)

본 단계는 상기 (d)단계 시행 후 선택적으로 시행할 수 있는 단계로서, 상기 형광층(130)의 반대면에 방열기능 파우더를 분사 증착시켜 방열층(150)을 형성시키는 단계이다. 본 단계는 상기 (c-1)단계와 병행할 수 있으며, 이 경우 반사층(140)과 방열층(150)이 적층구조로 형성된다([도 7] 참조). 상기 방열층(150)은 고출력 LED를 제조하기 위하여 코팅된 층으로서, 열전도도가 우수한 탄소나노튜브(약 1,000~6,000W/mK), 구리, 알루미늄, 다이몬드 파우더 등을 분사 코팅하여 제조할 수 있다.This step is a step that can be selectively performed after the step (d), the step of forming a heat dissipation layer 150 by spray deposition of the heat dissipating powder on the opposite surface of the fluorescent layer 130. This step may be parallel to the step (c-1), in which case the reflective layer 140 and the heat radiation layer 150 is formed in a stacked structure (see FIG. 7). The heat dissipation layer 150 is a coating layer for manufacturing a high-power LED, it can be prepared by spray coating the carbon nanotubes (about 1,000 ~ 6,000W / mK), copper, aluminum, diamond powder, etc. with excellent thermal conductivity. .

한편, 상기 형광층(130), 반사층(140), 방열층(150) 형성을 위한 고상파우더 분사 증착 공정은 기존의 콜드스프레이법(저온분사법), 에어로졸 증착법 등을 적용하여 실시할 수도 있으나, 이들 방법은 전술한 바와 같이 일정시간에 일정한 양의 파우더를 공급하기 어렵기 때문에 연속적으로 균일한 코팅층을 형성하는 데 한계가 있어, LED 칩 간에 발광효율, 연색지수, 휘도, 코팅두께, 코팅밀도 등의 편차가 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 본 발명의 발명자들이 개발한 기술(대한민국 특허출원 제2008-0072119호("고상파우더 연속 증착장치 및 고상파우더 연속 증착방법"), 대한민국 특허출원 제2009-0038240호("고상파우더 코팅장치") 등을 활용하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the solid powder spray deposition process for forming the fluorescent layer 130, the reflective layer 140, and the heat dissipating layer 150 may be performed by applying a conventional cold spray method (low temperature spraying method) or an aerosol deposition method. Since these methods are difficult to supply a certain amount of powder in a certain time as described above, there is a limit in forming a uniform coating layer continuously, the luminous efficiency, color rendering index, brightness, coating thickness, coating density, etc. between LED chips There is a problem that a deviation occurs. Therefore, in order to solve this problem, the technology developed by the inventors of the present invention (Korean Patent Application No. 2008-0072119 ("Solid-Powder Continuous Deposition Apparatus and Solid-Powder Continuous Deposition Method"), Korean Patent Application No. 2009-0038240 ( "Solid powder coating apparatus") and the like is preferable.

1-6. (d)단계1-6. (d) step

본 단계는 전술한 (a)단계 내지 (c) 단계 후의 상기 LED 웨이퍼(100)를 식각 하여, 양전극(162) 및 음전극(161)을 노출시키는 단계이다([도 8] 참조). [도 8]에 보이는 바와 같이, LED 웨이퍼(100) 하부에 방열층(150), 반사층(140), LED 웨이퍼(100) 상부에 형광층(130)이 형성된 상태에서, LED 웨이퍼(100)를 식각(부식물질을 부식)하여 양전극(162) 및 음전극(161)이 노출되도록 한다. 또한, 상기 양전극(162) 및 음전극(161)은 후술할 패키징 단계에서 리드프레임(310)에 연결된다.In this step, the LED wafer 100 after the above-described steps (a) to (c) is etched to expose the positive electrode 162 and the negative electrode 161 (see FIG. 8). As shown in FIG. 8, the LED wafer 100 is formed in a state in which the heat radiation layer 150, the reflective layer 140, and the fluorescent layer 130 are formed on the LED wafer 100 under the LED wafer 100. Etching (corrosion corrosion) to expose the positive electrode 162 and the negative electrode 161. In addition, the positive electrode 162 and the negative electrode 161 are connected to the lead frame 310 in a packaging step to be described later.

한편, 상기 (e)단계에서 식각으로 인한 오염물질을 세정하고, 상기 LED 웨이퍼(100)를 건조하는 공정을 더 포함하여 수행할 수 있다.On the other hand, in the step (e) it may be performed by further comprising the step of cleaning the contaminants due to the etching, and drying the LED wafer 100.

1-7. (e)단계1-7. (e) step

본 단계는 상기 (a)단계 내지 (d)단계 시행 후 단계로서, 상기 LED 웨이퍼(100)를 용도에 맞는 크기로 절단하여 LED 칩의 제조를 마무리하는 단계이다. [도 8]에 도시된 바와 같이, LED 웨이퍼(100)를 절단하여 제작된 LED 칩(200) 측면(210)에는 코팅층이 없는 것을 특징으로 하며, 본 단계를 통해 각 LED 웨이퍼(100)로부터 절단된 LED 칩(200) 간의 발광효율, 수명, 휘도, 연색지수, 코팅두께, 코팅밀도의 편차가 최소화되어 균일한 LED 칩(200)이 최종적으로 제공된다.This step is a step after the implementation of the steps (a) to (d), the step of finishing the manufacture of the LED chip by cutting the LED wafer 100 to a size suitable for the purpose. As shown in FIG. 8, the side surface 210 of the LED chip 200 manufactured by cutting the LED wafer 100 has no coating layer, and is cut from each LED wafer 100 through this step. The variation in luminous efficiency, lifetime, luminance, color rendering index, coating thickness, and coating density between the LED chips 200 is minimized, thereby providing a uniform LED chip 200.

이와 같은 LED 칩 제조방법은 다수장의 LED 웨이퍼를 배치할 수 있는 평평한 거치판을 구비한 이송장치와, 넓은 폭에 일정하게 파우더를 분사할 수 있는 슬릿분사노즐을 구비한 분사증착장치를 이용하여 실시할 수 있다([도 16] 참조). 즉, 다수장의 LED 웨이퍼(100)를 상기 이송장치의 거치판(404)에 정렬시키고 이동방 향(405)으로 이송(스캐닝)하면서, 상기 슬릿분사노즐(402)에서 분사되는 파우더가 다수장의 LED 웨이퍼(100)에 일시에 코팅되도록 할 수 있으며, 이러한 공정으로 상기 형광층, 반사층, 방열층을 형성시킬 수 있다. This LED chip manufacturing method is carried out using a transport apparatus having a flat mounting plate on which a plurality of LED wafers can be placed, and a spray deposition apparatus having a slit spray nozzle capable of spraying powder uniformly over a wide width. (See FIG. 16). That is, while the plurality of LED wafers 100 are aligned with the mounting plate 404 of the transfer device and transferred (scanned) in the moving direction 405, the powders sprayed from the slit jet nozzle 402 have a plurality of LEDs. The wafer 100 may be coated at a time, and the fluorescent layer, the reflective layer, and the heat dissipating layer may be formed in this process.

2. 전극(양전극과 음전극)이 양방향(상하방향)으로 형성된 2. Electrode (positive electrode and negative electrode) is formed in both directions (up and down direction) LEDLED 웨이퍼를 가공하는 방법(B방법) Wafer processing method (B method)

2-1. (a)단계2-1. step (a)

본 단계는 절연층(110)이 제거된 반도체층(120)에 전극이 양방향으로 형성된 LED 웨이퍼(101)를 준비하는 단계이다. 상기 LED 웨이퍼(101)는 [도 9]에 도시된 바와 같이 사파이어(sapphire; Al2O3) 또는 SiC와 같은 절연체로 이루어진 절연층(110)에 반도체층(120)이 적층된 것을 양전극(162) 및 음전극(161)을 양방향으로 형성하기 위하여 절연층이 제거된 LED 웨이퍼(101)이고, 상기 반도체층(120)은 n형 반도체층(122), 활성층(123), p형 반도체층(121)이 차례로 적층, 형성된 것이다. 상기 n형 반도체층(122), 활성층(123), p형 반도체층(121)은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물(예를들면 GaAs, GaP, GaN, InP, InAs, GaAlN, InAlGaN 또는 이들의 혼합물)이 유기금속화학증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition)에 의해 성장된 에피 웨이퍼로서, 후술할 형광 물질의 색에 따라 청색 LED 웨이퍼(101B) 또는 자외선 LED 웨이퍼(101V)를 준비할 수 있다.This step is to prepare an LED wafer 101 having electrodes formed in both directions on the semiconductor layer 120 from which the insulating layer 110 is removed. As shown in FIG. 9, the LED wafer 101 is formed by stacking a semiconductor layer 120 on an insulating layer 110 formed of an insulator such as sapphire (Al 2 O 3 ) or SiC. ) And the LED wafer 101 with the insulating layer removed to form the negative electrode 161 in both directions, and the semiconductor layer 120 is an n-type semiconductor layer 122, an active layer 123, and a p-type semiconductor layer 121. ) Are stacked and formed in turn. The n-type semiconductor layer 122, the active layer 123, the p-type semiconductor layer 121 is a group III-V compound (for example, GaAs, GaP, GaN, InP, InAs, GaAlN, InAlGaN or a mixture thereof) As an epitaxial wafer grown by Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD), a blue LED wafer 101B or an ultraviolet LED wafer 101V may be prepared according to a color of a fluorescent material to be described later.

2-2. (b)단계2-2. (b) step

본 단계는 전극 위에 부식물질층을 형성시키는 단계이다. 본 단계는 LED 웨이퍼에 대한 감광제 도포공정 후 노광 및 현상공정을 통하여 전극 외 부분의 감광제를 제거함으로써 전극 위에 부식물질층을 형성시키거나, 전극 위에 부식물질을 도포함으로써 부식물질층을 형성시킬 수 있다.This step is to form a corrosion layer on the electrode. This step may form a corrosive material layer on the electrode by removing the photoresist outside the electrode through the exposure and development process after the photosensitive agent coating process on the LED wafer, or to form a corrosive material layer by applying the corrosive material on the electrode. .

[도 10]의 (a)는 상기 LED 웨이퍼(101) 상부에 감광제(포토레지스터; 400)를 도포하는 공정을 도시한 것이고, [도 10]의 (b)는 LED 웨이퍼(101)의 상부에 도포된 감광제(포토레지스터; 400)를 노광 및 현상공정을 통하여 양전극 상부 이외 부분의 감광제를 제거한 상태를 도시한 것이다. 이 경우에는 상기 감광제가 부식물질이 된다.(A) of FIG. 10 illustrates a process of applying a photosensitive agent (photoresist) 400 on the LED wafer 101, and FIG. 10 (b) shows an upper portion of the LED wafer 101. The state in which the photosensitive agent (photoresist) 400 is removed is removed from the photoresist other than the upper portion of the positive electrode through the exposure and development processes. In this case, the photosensitive agent becomes a corrosive substance.

한편, [도 10]의 (c)는 노광 및 현상 공정이 없는 프린팅 공정만으로 부식물질층을 형성한 상태를 도시한 것이다. 본 발명에서의 부식물질(401)은 "어떤 특정 물질이 에칭(식각)에 의해 제거되는 물질"을 통칭하는 것이며, 이러한 부식물질(401)과 상기 부식물질의 제거에 관한 사항은 산업계에서 매우 다양하게 활용되고 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 상기 부식물질(401)을 도포하는 방법 역시 일반적인 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 오프셋 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소그래피에 의해 실시할 수 있으며, 부식물질의 두께 및 선폭은 목적 및 기능에 따라 상기 프린팅방법을 선택적으로 사용할 수 있고, 상기 부식물질(401)의 종류에 따라 부식물질(401)의 부착력을 향상시키기 위해 상기 부식 물질(401) 도포 후 베이킹 공정을 추가할 수 있다. On the other hand, (c) of FIG. 10 illustrates a state in which a corrosive material layer is formed only by a printing process without an exposure and development process. In the present invention, the corrosive material 401 generally refers to a "material in which a specific material is removed by etching (etching)", and the matter regarding the removal of the corrosive material 401 and the corrosive material varies widely in the industry. Since it is used for the purpose of explanation, detailed description thereof will be omitted. Meanwhile, the method of applying the corrosive material 401 may also be performed by general inkjet printing, screen printing, offset printing, gravure printing, flexography, and the thickness and line width of the corrosive material may be printed according to the purpose and function. The method may be optionally used, and a baking process may be added after applying the corrosive material 401 to improve adhesion of the corrosive material 401 according to the type of the corrosive material 401.

2-3. (c)단계2-3. step (c)

본 단계는 상기 LED 웨이퍼(101)의 상면에 형광 파우더를 분사 코팅하여 코팅두께 및 코팅밀도가 균일한 형광층(130)을 형성시키는 단계이다. 이 때, 형광 파우더의 입자 크기 분포가 큰 것은 바람직하지 않고, 형광 파우더의 코팅 효율을 높이기 위하여 입자크기가 비슷하게 분포된 것을 사용하는 것이 더 바람직하다. 본 단계에서는 상기 (b)단계 시행 후, 상기 LED 웨이퍼(101)의 반도체층(120) 상부에 형광층(130)을 코팅하여 형광층을 형성할 수 있다([도 11] 참조).In this step, the fluorescent powder is spray-coated on the upper surface of the LED wafer 101 to form a fluorescent layer 130 having a uniform coating thickness and coating density. At this time, it is not preferable that the particle size distribution of the fluorescent powder is large, and in order to increase the coating efficiency of the fluorescent powder, it is more preferable to use a particle size having a similar distribution. In this step, after the step (b), the fluorescent layer 130 may be coated on the semiconductor layer 120 of the LED wafer 101 to form a fluorescent layer (see FIG. 11).

상기 (a)단계에서는 청색 LED 웨이퍼(101B) 또는 자외선 LED 웨이퍼(101V)를 준비할 수 있는데, 백색광 발광을 위해서는 LED 웨이퍼의 종류에 따라 아래와 같이 형광물질을 달리 적용할 수 있다.In the step (a), the blue LED wafer 101B or the ultraviolet LED wafer 101V may be prepared. For the white light emission, fluorescent materials may be differently applied according to the type of the LED wafer.

(1) 청색 LED 웨이퍼(101B)가 준비된 경우 형광층의 실시예(1) Example of Fluorescent Layer when Blue LED Wafer 101B is Prepared

황색 형광 파우더((Y, Gd, Ce)3Al5O12 등)를 코팅한 황색 형광층(130Y)([도 12]의 (a) 참조). Yellow fluorescent layer 130Y coated with a yellow fluorescent powder ((Y, Gd, Ce) 3 Al 5 O 12, etc.) (see (a) of [Fig. 12]).

적색 형광 파우더(CaAlSiN3:Eu 등)를 코팅한 적색 형광층(130R)과 녹색 형광 파우더(CaSC2O4:Ce, BaSrSiO4:Eu 등)를 코팅한 녹색 형광층(130G)이 2층으로 형성된 형광층([도 12]의 (b) 참조). The red fluorescent layer 130R coated with red fluorescent powder (CaAlSiN 3 : Eu, etc.) and the green fluorescent layer 130G coated with green fluorescent powder (CaSC 2 O 4 : Ce, BaSrSiO 4 : Eu, etc.) are two layers. The fluorescent layer formed (see (b) of [FIG. 12]).

상기 녹색 형광 파우더와 적색 형광 파우더를 혼합하여 한 층으로 코팅한 녹색 및 적색 혼합 형광층(130GR)([도 12]의 (a) 참조). The green and red mixed fluorescent layers 130GR are coated with a mixture of the green fluorescent powder and the red fluorescent powder (see (a) of FIG. 12).

(2) 상기 자외선 LED 웨이퍼(101V)가 준비된 경우 형광층의 실시예(2) Example of Fluorescent Layer When the Ultraviolet LED Wafer 101V is Prepared

적색 형광 파우더(Y2O3S:Eu3 +, CaS:Eu 등)를 코팅한 적색 형광층(130R), 녹색 형광 파우더(Ba2SiO4:Eu, ZnGe2O4:Eu, LaPO4:Ce3 + 등)를 코팅한 녹색 형광층(130G) 및 청색 형광 파우더(CaSrS:Bi, CaS:Bi 등)를 코팅한 청색 형광층(130B)이 3층으로 형성된 형광층([도 13]의 (a) 참조).Red fluorescent powder (Y 2 O 3 S: Eu 3 +, CaS: Eu or the like) coated with the red phosphor layer (130R), green fluorescent powder (Ba 2 SiO 4: Eu, ZnGe2O4: Eu, LaPO4: Ce 3 + etc. ) Is a fluorescent layer formed of three layers of a green fluorescent layer 130G coated with a blue fluorescent layer 130C coated with a blue fluorescent powder (CaSrS: Bi, CaS: Bi, etc.) (see FIG. 13A). ).

상기 청색, 녹색 및 적색 형광 파우더를 혼합하여 한 층으로 코팅한 청색, 녹색 및 적색 혼합 형광층(130BGR)([도 13]의 (b) 참조)The blue, green, and red mixed fluorescent layers 130BGR coated by mixing the blue, green, and red fluorescent powders in one layer (refer to (b) of FIG. 13).

상기 형광 파우더는 위에서 열거한 것에 국한되지 않고, 각 색의 여기 형광체를 각 LED 웨이퍼에 적절하게 조합 분사 코팅하여 백색 LED 칩 및 패키지를 제조할 수 있다.The fluorescent powder is not limited to those listed above, and white LED chips and packages may be manufactured by appropriately spray-coating and coating excitation phosphors of respective colors on respective LED wafers.

2-4. (c-1)단계 2-4. step (c-1)

본 단계는 상기 (c)단계 시행 후 선택적으로 시행할 수 있는 단계로서, 상기 형광층(130)의 반대면에 반사기능 파우더를 분사 증착시켜 반사층(140)을 형성시키 는 단계이다. 다만, [도 14]의 (a)에 보이는 바와 같이 반사기능 파우더가 분사되어, 음전극(161) 상부에 반사층이 형성되므로, 후술할 전극을 노출하는 (d)단계에서 양전극(162) 뿐만 아니라, 음전극(161) 또한 노출시키는 공정을 수행하여야 한다.This step is a step that can be selectively performed after the step (c), the step of forming a reflective layer 140 by spray deposition of the reflective powder on the opposite surface of the fluorescent layer 130. However, as shown in (a) of FIG. 14, since the reflective powder is sprayed to form a reflective layer on the negative electrode 161, not only the positive electrode 162 in step (d) of exposing the electrode to be described later, The negative electrode 161 should also be exposed.

상기 반사층(reflective layer)을 구성하는 반사기능 파우더로는 Ag, Al, Ti, Ge, Sn, In, Mg, Ca, Sr 등의 파우더를 적용할 수 있으며, 이러한 반사기능 파우더를 코팅하여 반사층을 형성시킴으로써 LED의 발광효율을 개선할 수 있다.As the reflective powder constituting the reflective layer, powders of Ag, Al, Ti, Ge, Sn, In, Mg, Ca, Sr, etc. may be applied, and the reflective powder is coated to form a reflective layer. By doing so, the luminous efficiency of the LED can be improved.

2-5. (c-2)단계2-5. step (c-2)

본 단계는 상기 (c)단계 시행 후 선택적으로 시행할 수 있는 단계로서, 상기 형광층(130)의 반대면에 방열기능 파우더를 분사 증착시켜 방열층(150)을 형성시키는 단계이다. 본 단계는 상기 (c-1)단계와 병행할 수 있으며, 이 경우 반사층(140)과 방열층(150)이 적층구조로 형성된다([도 14] (c)참조). 상기 방열층(150)은 고출력 LED를 제조하기 위하여 코팅된 층으로서, 열전도도가 우수한 탄소나노튜브(약 1,000~6,000W/mK), 구리, 알루미늄, 다이몬드 파우더 등을 분사 코팅하여 제조할 수 있다. 다만, 상기 (b-1) 단계에서와 마찬가지로, [도 14]의 (c)에 보이는 바와 같이 반사기능 파우더가 분사되어, 음전극(161) 상부에 방열층이 형성되므로, 후술할 전극을 노출하는 (d)단계에서 양전극(162) 뿐만 아니라, 음전극(161) 또한 노출시키는 공정을 수행하여야 한다.This step is a step that can be selectively performed after the step (c), the step of forming a heat dissipation layer 150 by spray deposition of the heat dissipating powder on the opposite surface of the fluorescent layer 130. This step may be parallel to the step (c-1), in which case the reflective layer 140 and the heat dissipation layer 150 are formed in a stacked structure (see FIG. 14 (c)). The heat dissipation layer 150 is a coating layer for manufacturing a high-power LED, it can be prepared by spray coating the carbon nanotubes (about 1,000 ~ 6,000W / mK), copper, aluminum, diamond powder, etc. with excellent thermal conductivity. . However, as in the step (b-1), as shown in (c) of FIG. 14, the reflective powder is sprayed, and thus a heat radiation layer is formed on the negative electrode 161, thereby exposing the electrode to be described later. In step (d), not only the positive electrode 162 but also the negative electrode 161 should be exposed.

한편, 상기 형광층(130), 반사층(140), 방열층(150) 형성을 위한 고상파우더 분사 증착 공정은 기존의 콜드스프레이법(저온분사법), 에어로졸 증착법 등을 적용하여 실시할 수도 있으나, 이들 방법은 전술한 바와 같이 일정시간에 일정한 양의 파우더를 공급하기 어렵기 때문에 연속적으로 균일한 코팅층을 형성하는 데 한계가 있어, LED 칩 간에 발광효율, 연색지수, 휘도, 코팅두께, 코팅밀도 등의 편차가 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 본 발명의 발명자들이 개발한 기술(대한민국 특허출원 제2008-0072119호("고상파우더 연속 증착장치 및 고상파우더 연속 증착방법"), 대한민국 특허출원 제2009-0038240호("고상파우더 코팅장치") 등을 활용하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the solid powder spray deposition process for forming the fluorescent layer 130, the reflective layer 140, and the heat dissipating layer 150 may be performed by applying a conventional cold spray method (low temperature spraying method) or an aerosol deposition method. Since these methods are difficult to supply a certain amount of powder in a certain time as described above, there is a limit in forming a uniform coating layer continuously, the luminous efficiency, color rendering index, brightness, coating thickness, coating density, etc. between LED chips There is a problem that a deviation occurs. Therefore, in order to solve this problem, the technology developed by the inventors of the present invention (Korean Patent Application No. 2008-0072119 ("Solid-Powder Continuous Deposition Apparatus and Solid-Powder Continuous Deposition Method"), Korean Patent Application No. 2009-0038240 ( "Solid powder coating apparatus") and the like is preferable.

2-6. (d)단계2-6. (d) step

본 단계는 전술한 (a)단계 내지 (c)단계 시행 후의 LED 웨이퍼(101)를 식각하고, 전극을 형성시키는 단계이다([도 15] 참조). [도 15]의 (a)는 LED 웨이퍼(101) 상부면에 형광층(130)을 형성시키고, 양전극(162)을 노출시킨 예이다. [도 15]의 (b)는 LED 웨이퍼(101) 상부에 형광층(130) 및 하부에 반사층(140)을 형성시킨 상태에서, 식각(부식물질(401)을 부식)하여 양전극(162) 및 음전극(161)을 노출시킨 예이다. 또한, [도 15]의 (c)는 LED 웨이퍼(101) 상부에 형광층(130)을 형성시키고, 하부에 반사층(140)과 방열층(150)을 형성시킨 상태에서, 식각(부식물질(401)을 부식)하여 양전극(162) 및 음전극(161)을 노출시킨 예이다. 또한, 상기 양전극(162) 및 음전극(161)은 후술할 패키징 단계에서 리드프레임(310)에 연결된다.This step is to etch the LED wafer 101 after the above steps (a) to (c) and to form an electrode (see FIG. 15). FIG. 15A illustrates an example in which the fluorescent layer 130 is formed on the upper surface of the LED wafer 101 and the positive electrode 162 is exposed. FIG. 15B illustrates that the positive electrode 162 is etched by etching (corrosive corrosive material 401) while the fluorescent layer 130 and the reflective layer 140 are formed on the LED wafer 101. The negative electrode 161 is exposed. In FIG. 15C, the fluorescent layer 130 is formed on the LED wafer 101, and the reflective layer 140 and the heat dissipating layer 150 are formed on the lower portion of the LED wafer 101. 401 is corroded) to expose the positive electrode 162 and the negative electrode 161. In addition, the positive electrode 162 and the negative electrode 161 are connected to the lead frame 310 in a packaging step to be described later.

한편, 본 단계에서는 식각으로 인한 오염물질을 세정하고, 상기 LED 웨이퍼(100)를 건조하는 공정을 더 포함하여 수행할 수 있다.On the other hand, in this step it may be performed by further comprising the step of cleaning the contaminants due to etching, and drying the LED wafer 100.

2-7. (e)단계2-7. (e) step

본 단계는 상기 (a)단계 내지 (d)단계 시행 후 단계로서, 상기 LED 웨이퍼(101)를 용도에 맞는 크기로 절단하여 LED 칩의 제조를 마무리하는 단계이다. [도 15]에 도시된 바와 같이, LED 웨이퍼(101)를 절단하여 제작된 LED 칩 측면(210)에는 코팅층이 없는 것을 특징으로 하며, 본 단계를 통해 각 LED 웨이퍼(101)로부터 절단된 LED 칩(200) 간의 발광효율, 수명, 휘도, 연색지수, 코팅두께, 코팅밀도의 편차가 최소화되어 균일한 LED 칩(200)이 최종적으로 제공된다.This step is a step after the steps (a) to (d), the step of finishing the manufacture of the LED chip by cutting the LED wafer 101 to a size suitable for the purpose. As shown in FIG. 15, the LED chip side 210 formed by cutting the LED wafer 101 has no coating layer, and the LED chip cut from each LED wafer 101 through this step. The variation in luminous efficiency, lifetime, luminance, color rendering index, coating thickness, and coating density between the 200 is minimized, thereby providing a uniform LED chip 200.

이와 같은 LED 칩 제조방법은 다수장의 LED 웨이퍼를 배치할 수 있는 평평한 거치판을 구비한 이송장치와, 넓은 폭에 일정하게 파우더를 분사할 수 있는 슬릿분사노즐을 구비한 분사증착장치를 이용하여 실시할 수 있다([도 16] 참조). 즉, 다수장의 LED 웨이퍼(101)를 상기 이송장치의 거치판(404)에 정렬시키고 코팅 이동방향(405)으로 이송(스캐닝)하면서, 상기 슬릿분사노즐(402)에서 분사되는 파우더(403)가 다수장의 LED 웨이퍼(101)에 일시에 증착되도록 할 수 있으며, 이러한 공정으로 상기 형광층, 반사층, 방열층을 형성시킬 수 있다. This LED chip manufacturing method is carried out using a transport apparatus having a flat mounting plate on which a plurality of LED wafers can be placed, and a spray deposition apparatus having a slit spray nozzle capable of spraying powder uniformly over a wide width. (See FIG. 16). That is, the powder 403 sprayed from the slit jet nozzle 402 while aligning the plurality of LED wafers 101 on the mounting plate 404 of the transfer device and transporting (scanning) in the coating movement direction 405. The plurality of LED wafers 101 may be deposited at a time, and the fluorescent layer, the reflective layer, and the heat dissipating layer may be formed by such a process.

Ⅱ. II. LEDLED 패키지 구조 Package structure

본 발명은 전술한 LED 칩 제조방법 중 어느 한 항의 방법에 의해 제작되어 측면에 코팅층이 없는 LED 칩을 패키징한 LED 패키지 구조에 관한 것으로서,The present invention relates to an LED package structure manufactured by the method of any one of the above-described LED chip manufacturing method to package an LED chip without a coating layer on the side,

본 발명은 상기 LED 칩; 상기 LED 칩의 양전극과 음전극에 연결되는 리드프레임; 및 상기 LED 칩을 둘러싸는 반사면; 을 포함하여 구성된 LED 패키지 구조를 제공한다. The present invention is the LED chip; A lead frame connected to the positive electrode and the negative electrode of the LED chip; And a reflective surface surrounding the LED chip; It provides a configured LED package structure, including.

또한, 본 발명은 상면에서부터 하방향으로 함입공간이 형성되어 있고, 상기 함입공간의 내벽은 반사면으로 구성된 수용체; 를 더 포함하여 구성되며, 상기 리드프레임은 상기 수용체의 함입공간 바닥에 배치되고, 상기 LED 칩은 상기 함입공간에 수용되어 상기 리드프레임 위에 배치되도록 구성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지 구조를 함께 제공한다.In addition, the present invention is a recessed space is formed from the upper surface downward, the inner wall of the recessed space is a container consisting of a reflective surface; It further comprises a, wherein the lead frame is disposed on the bottom of the recessed space of the receiver, the LED chip is provided in the recessed space is provided with the LED package structure, characterized in that configured to be arranged on the lead frame.

또한, 본 발명은 상기 함입공간의 바닥면에는 하방향으로 침강된 안착부가 형성되어, 상기 리드프레임과 LED 칩이 상기 안착부에 설치된 것을 특징으로 하는 LED 패키지 구조를 함께 제공한다.In addition, the present invention provides a LED package structure, characterized in that the bottom portion of the recessed space is formed in the seating portion is settled downward, the lead frame and the LED chip is installed in the seating portion.

또한, 본 발명은 상기 LED 칩의 각 측면과 접하도록 둘러싸며, 그 하부는 상기 리드프레임에 고정된 반사커버; 를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지 구조를 함께 제공한다.In addition, the present invention surrounds contact with each side of the LED chip, the lower portion of the reflection cover is fixed to the lead frame; Provides with an LED package structure, characterized in that further comprises a.

이하에서는 첨부한 도면과 함께 본 발명이 제공하는 LED 패키지 구조의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the LED package structure provided by the present invention together with the accompanying drawings will be described in detail.

1. One. LEDLED 칩 측면이 노출된 구조 Chip exposed structure

[도 17]에 도시된 LED 패키지 구조는 LED 칩(200)과 리드프레임(310) 및 반사면(230)에 더하여, 상면에서부터 하방향으로 함입공간(250)이 형성된 수용체(300); 를 더 포함하여 구성되는 것이다. 이 때, 상기 함입공간(250)의 내벽이 반사면(230)으로 구성되는 것이며, 상기 리드프레임(310)은 상기 수용체(300)의 함입공간(250) 바닥에 배치되고, 상기 LED 칩(200)은 상기 함입공간(250)에 수용되어 상기 리드프레임(310) 위에 배치되도록 구성된 것을 특징으로 한다.In addition to the LED chip 200, the lead frame 310, and the reflective surface 230, the LED package structure illustrated in FIG. 17 includes a receiver 300 having a recessed space 250 formed from an upper surface thereof in a downward direction; It will be configured to include more. At this time, the inner wall of the recessed space 250 is composed of a reflective surface 230, the lead frame 310 is disposed on the bottom of the recessed space 250 of the container 300, the LED chip 200 ) Is accommodated in the recess 250, characterized in that configured to be disposed on the lead frame 310.

이 경우 상기 LED 칩(200)은 양전극(162) 및 형광층(130)은 상향하도록 배치되고, 음전극(161)은 하향하도록 배치되어, 상기 양전극(162)은 와이어(320) 본딩(bonding)으로 상기 리드프레임(310)과 연결되고, 음전극(161)은 상기 리드프레임(310)에 직접 연결되도록 구성할 수 있다([도 17] 참조). 위와 같은 구조에 의해 LED 칩(200)에서 발광되는 자외선 또는 청색광이 형광층에 여기되어 백색광이 발현된다.In this case, the LED chip 200 is disposed such that the positive electrode 162 and the fluorescent layer 130 are upward, and the negative electrode 161 is downward, and the positive electrode 162 is bonded to the wire 320. The lead frame 310 may be connected to the lead frame 310, and the negative electrode 161 may be configured to be directly connected to the lead frame 310 (see FIG. 17). By the above structure, ultraviolet light or blue light emitted from the LED chip 200 is excited in the fluorescent layer to express white light.

한편, 상기 수용체(300)의 함입공간(250) 내벽은 상방향으로 확장되는 경사벽으로 구성하여 반사율을 높일 수 있다. 또한, 상기 수용체(300)의 하면에는 방열기능 파우더가 코팅된 방열층(150)을 형성시킬 수 있다. 위와 같이 함입공간(250) 내벽을 경사벽으로 구성하거나 수용체(300)의 하면에 방열층(150)을 형성시키는 구성은 이하에서 열거하는 실시예에 동일하게 적용될 수 있다.On the other hand, the inner wall of the recessed space 250 of the receptor 300 may be configured as an inclined wall extending in the upward direction to increase the reflectance. In addition, the lower surface of the receiver 300 may form a heat radiation layer 150 coated with a heat radiation function powder. As described above, a configuration in which the inner wall of the recessed space 250 is formed as an inclined wall or the heat dissipation layer 150 is formed on the bottom surface of the receiver 300 may be applied to the embodiments listed below.

2. 2. LEDLED 칩이  Chip 안착부에On the seat 수용되어 설치된 구조 Housed structure

[도 18]에 도시된 LED 패키지 구조는 전술한 수용체(300)의 함입공간(250) 바닥면에 하방향으로 침강된 안착부가 형성되어 있어, 상기 리드프레임(310)과 LED 칩(200)이 상기 안착부에 설치된 것을 특징으로 한다. [도 18]에 도시된 실시예는 LED 칩(200)의 양전극(162)을 리드프레임(310)에 와이어(320)로 본딩하고, 음전극(161)은 리드프레임에(310) 직접 연결하여, LED 칩 측면(210)으로 발광되는 자외선 또는 청색광이 형광층(130)으로 반사되어 백색광이 발현되도록 구성한 것이다.In the LED package structure shown in FIG. 18, the seating portion is settled downward in the bottom surface of the recess 250 of the receiver 300, and the lead frame 310 and the LED chip 200 are formed. Characterized in that the mounting portion. 18 illustrates that the positive electrode 162 of the LED chip 200 is bonded to the lead frame 310 by the wire 320, and the negative electrode 161 is directly connected to the lead frame 310. Ultraviolet light or blue light emitted from the side surface of the LED chip 210 is reflected to the fluorescent layer 130 and is configured to express white light.

3. 3. LEDLED 칩이 반사커버에 둘러싸인 채 수용체에  The chip is surrounded by the reflective cover 결합된Combined 구조 rescue

[도 19]에 도시된 LED 패키지 구조는 전술한 수용체(300)에 더하여 상기 LED 칩(200)의 각 측면과 접하도록 둘러싸며, 그 하부는 상기 리드프레임(310)에 고정된 반사커버(330); 가 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. [도 19]에 도시된 실시예는 LED 칩(200)의 양전극(162)은 리드프레임(310)에 와이어 본딩하고, 음전극(161)을 수용체의 함입공간(250) 바닥에 배치된 리드프레임(310)에 직접 연결하고, 반사커버(330)가 LED 칩 측면(210)을 감싸도록 한 것이다. 상기 반사커버(330)와 상기 반사커버(330)에 LED 칩(200)이 수용된 상태는 [도 20]에 도시되어 있다. 여기서, 상기 반사커버(330)의 내측면은 반사면으로 구성하여 LED 칩에서 발광되는 자외선 또는 청색광이 형광층으로 반사되어 백색광이 발현되도록 구성하거나, 요철면(미도시)으로 구성하여 반사를 억제시킬 수도 있다.The LED package structure shown in FIG. 19 is surrounded by contact with each side of the LED chip 200 in addition to the above-described receptor 300, and a lower portion thereof is a reflective cover 330 fixed to the lead frame 310. ); Characterized in that further comprises. 19 illustrates that the positive electrode 162 of the LED chip 200 is wire-bonded to the lead frame 310, and the negative electrode 161 is disposed at the bottom of the recess 250 of the receiver. Directly connected to 310, the reflective cover 330 is to surround the LED chip side 210. The state in which the LED chip 200 is accommodated in the reflective cover 330 and the reflective cover 330 is shown in FIG. 20. Here, the inner surface of the reflective cover 330 is configured as a reflective surface so that the ultraviolet light or blue light emitted from the LED chip is reflected by the fluorescent layer to express white light, or configured as an uneven surface (not shown) to suppress reflection. You can also

한편, 전술한 수용체(300)의 상부는 투광부(240)로 커버할 수 있다. 상기 투 광부(240)로는 렌즈, 유리, 폴리머 등의 투광성 재료를 적용할 수 있으며, 상기 투광부(240)에는 형광 파우더를 코팅시켜 형광층을 형성시켜둘 수도 있다. 본 발명에 적용되는 LED 칩 측면(210)은 형광층이 형성되어 있지 않으므로, 인가되는 전압 및 전류의 세기에 따라 LED 칩 측면(210)으로 청색광 또는 자외선이 발광되어 나올 경우에는, 상기 투광부(240)에 형광층이 형성된 것을 적용하여 상기 형광층이 형성된 투광부에서 백색광이 발현될 수 있도록 하는 것이다. On the other hand, the upper portion of the above-described receptor 300 may be covered with a light transmitting unit 240. A light transmitting material such as a lens, glass, or polymer may be used as the light transmitting part 240, and a fluorescent layer may be formed on the light transmitting part 240 by coating fluorescent powder. Since the side surface of the LED chip 210 applied to the present invention is not formed with a fluorescent layer, when the blue light or the ultraviolet light is emitted to the LED chip side 210 according to the intensity of the applied voltage and current, the light emitting part ( By applying a fluorescent layer formed on the 240) to the white light can be expressed in the light-transmitting part formed with the fluorescent layer.

본 발명은 위에서 언급한 바와 같이 첨부된 도면과 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings as mentioned above, various modifications and variations are possible within the scope without departing from the spirit of the present invention, and can be used in various fields. Therefore, the claims of the present invention include modifications and variations that fall within the true scope of the invention.

[도 1]은 본 발명에 따른 LED 칩 제조방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing an LED chip according to the present invention.

[도 2]는 반도체층에 일방향으로 전극이 형성되어 있는 LED 웨이퍼의 평면도 및 단면도이다.2 is a plan view and a cross-sectional view of an LED wafer in which electrodes are formed in one direction on a semiconductor layer.

[도 3]은 LED 웨이퍼 상부에 감광제 또는 부식물질을 도포 및 제거된 LED 웨이퍼의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an LED wafer on which a photosensitive agent or a corrosive material is applied and removed on the LED wafer.

[도 4]는 LED 웨이퍼 상부에 형광기능의 파우더가 분사 코팅된 LED웨이퍼의 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of an LED wafer spray-coated with a fluorescent powder on an LED wafer.

[도 5]는 백색 발광을 위해 청색 LED 웨이퍼에 형광층이 형성된 실시예들의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of embodiments in which a fluorescent layer is formed on a blue LED wafer for white light emission.

[도 6]은 백색 발광을 위해 자외선 LED 웨이퍼에 형광층이 형성된 실시예들의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of embodiments in which a fluorescent layer is formed on an ultraviolet LED wafer for white light emission.

[도 7]은 LED 웨이퍼 하부에 반사층 및 방열층이 형성된 실시예의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of an embodiment in which a reflective layer and a heat dissipation layer are formed below the LED wafer.

[도 8]은 LED 웨이퍼에 상부에 도포된 감광제 또는 부식물질을 제거하고, 전극을 노출시킨 LED 웨이퍼의 단면도를 도시한 것이다.FIG. 8 illustrates a cross-sectional view of an LED wafer in which a photosensitive agent or a corrosive material applied to the LED wafer is removed and an electrode is exposed.

[도 9]는 반도체층에 양방향으로 전극이 형성되어 있는 LED 웨이퍼의 평면도 및 단면도이다. 9 is a plan view and a sectional view of an LED wafer in which electrodes are formed in both directions on a semiconductor layer.

[도 10]은 감광제 또는 부식물질이 도포 및 제거된 LED 웨이퍼의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of the LED wafer to which the photosensitizer or corrosive material is applied and removed.

[도 11]은 LED 웨이퍼의 상부면에 형광층이 형성된 LED 웨이퍼의 단면도이다. FIG. 11 is a cross-sectional view of an LED wafer in which a fluorescent layer is formed on an upper surface of the LED wafer.

[도 12]는 백색 발광을 위해 청색 LED 웨이퍼에 형광층이 형성된 실시예들의 단면도이다. 12 is a cross-sectional view of embodiments in which a fluorescent layer is formed on a blue LED wafer for white light emission.

[도 13]은 백색 발광을 위해 자외선 LED 웨이퍼에 형광층이 형성된 실시예들의 단면도이다.FIG. 13 is a cross-sectional view of embodiments in which a fluorescent layer is formed on an ultraviolet LED wafer for white light emission.

[도 14]는 LED 웨이퍼의 상부면 형광층이 형성되고 하부면에는 반사층과 방열층이 형성된 LED 웨이퍼의 단면도이다.FIG. 14 is a cross-sectional view of an LED wafer in which a fluorescent layer on the top surface of the LED wafer is formed and a reflective layer and a heat radiation layer are formed on the bottom surface of the LED wafer.

[도 15]는 LED 웨이퍼에서 감광제 또는 부식물질을 제거한 후 LED 칩의 실시예들의 단면도이다.FIG. 15 is a cross-sectional view of embodiments of an LED chip after removing a photosensitizer or corrosive material from the LED wafer.

[도 16]은 다수장의 LED 웨이퍼를 일괄 스캔하여 코팅층을 형성하는 장치의 모식도이다.FIG. 16 is a schematic diagram of an apparatus for forming a coating layer by collectively scanning a plurality of LED wafers.

[도 17]은 LED 칩 측면이 노출된 유형의 LED 패키지 구조의 단면도이다.FIG. 17 is a cross-sectional view of the LED package structure of the type with the LED chip side exposed.

[도 18]은 LED 칩이 안착부에 수용되어 설치된 유형의 LED 패키지 구조의 단면도이다.FIG. 18 is a cross-sectional view of an LED package structure of a type in which an LED chip is accommodated and installed in a seating part.

[도 19]는 LED 칩이 반사커버에 둘러싸인 LED 패키지 구조의 단면도이다.FIG. 19 is a cross-sectional view of an LED package structure in which an LED chip is surrounded by a reflective cover.

[도 20]은 반사커버 및 반사커버에 LED 칩이 수용된 상태를 도시한 것이다.FIG. 20 illustrates a state in which the LED chip is accommodated in the reflective cover and the reflective cover.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 반도체층에 전극이 일방향으로 형성된 LED 웨이퍼100: LED wafer in which the electrode is formed in one direction on the semiconductor layer

100B : 반도체층에 전극이 일방향으로 형성된 청색 LED 웨이퍼100B: blue LED wafer having electrodes formed in a semiconductor layer in one direction

100V : 반도체층에 전극이 일방향으로 형성된 자외선 LED 웨이퍼 100V: UV LED wafer having electrodes in one direction in the semiconductor layer

101 : 절연층이 제거된 반도체층에 전극이 양방향으로 형성된 LED 웨이퍼101: LED wafer with electrodes formed in both directions on the semiconductor layer from which the insulating layer is removed

101B : 절연층이 제거된 반도체층에 전극이 양방향으로 형성된 청색 LED 웨이퍼101B: Blue LED wafer having electrodes formed in both directions on a semiconductor layer from which an insulating layer has been removed.

101V : 절연층이 제거된 반도체층에 전극이 양방향으로 형성된 자외선 LED웨이퍼101V: UV LED Wafer with Electrodes in Bi-Direction on Semiconductor Layer with Insulating Layer Removed

110 : 절연층 120 : 반도체층110: insulating layer 120: semiconductor layer

121 : p형 반도체층 122 : n형 반도체층 121: p-type semiconductor layer 122: n-type semiconductor layer

123 : 활성층 130 : 형광층123: active layer 130: fluorescent layer

130Y : 황색 형광층 130R : 적색 형광층 130Y: yellow fluorescent layer 130R: red fluorescent layer

130G : 녹색 형광층 130B : 청색 형광층 130G: green fluorescent layer 130B: blue fluorescent layer

130GR : 녹색 및 적색 혼합 형광층 130GR: green and red mixed fluorescent layer

130BGR :청색, 녹색 및 적색 혼합 형광층130BGR: blue, green and red mixed fluorescent layer

140 : 반사층 150 : 방열층 140: reflective layer 150: heat dissipation layer

161 : 음전극 162 : 양전극161: negative electrode 162: positive electrode

200 : LED 칩 210 : LED 칩 측면200: LED chip 210: LED chip side

230 : 반사면 240 : 투광부230: reflecting surface 240: light transmitting portion

250 : 함입공간 300 : 수용체250: indentation space 300: receptor

310 : 리드프레임 320 : 와이어310: lead frame 320: wire

330 : 반사커버 400 : 감광제(포토레지스터)330: reflective cover 400: photoresist (photoresist)

401 : 부식물질 402 : 슬릿분사노즐401: corrosive substance 402: slit spray nozzle

403 : 고상파우더 404 : 기재이송장치 거치판403: solid powder 404: substrate feeder mounting plate

405 : 이동방향 405: direction of movement

Claims (9)

(a) 반도체층에 전극이 형성되되, 양전극과 음전극이 일방향 또는 양방향으로 형성된 LED 웨이퍼를 준비하는 단계;(a) preparing an LED wafer having electrodes formed on the semiconductor layer and having positive and negative electrodes formed in one or two directions; (b) 전극 위에 부식물질층을 형성시키는 단계;(b) forming a caustic layer over the electrode; (c) 상기 LED 웨이퍼 상부에 형광 파우더를 분사 코팅하여 형광층을 형성시키는 단계;(c) spray coating fluorescent powder on top of the LED wafer to form a fluorescent layer; (d) 상기 부식물질층을 제거하여 전극을 노출시키는 단계; 및(d) removing the corrosive layer to expose the electrode; And (e) 상기 LED 웨이퍼를 용도에 맞는 크기로 절단하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 칩 제조방법.(e) cutting the LED wafer to a size suitable for the purpose; LED chip manufacturing method comprising a. 제1항에서, In claim 1, 상기 (b)단계는 LED 웨이퍼에 대한 감광제 도포공정 후 노광 및 현상공정을 통하여 전극 외 부분의 감광제를 제거함으로써 전극 위에 부식물질층을 형성시키는 것을 특징으로 하는 LED 칩 제조방법.The step (b) is a method of manufacturing a LED chip, characterized in that to form a corrosive material layer on the electrode by removing the photosensitive agent in the outer portion of the electrode through the exposure and development process after the photosensitive agent coating process for the LED wafer. 제1항에서, In claim 1, 상기 (b)단계는 전극 위에 부식물질을 도포함으로써 부식물질층을 형성시키 는 것을 특징으로 하는 LED 칩 제조방법.The step (b) is a method of manufacturing an LED chip, characterized in that to form a corrosive material layer by applying a corrosive material on the electrode. 제1항에서, In claim 1, (c-1) 상기 (c)단계 시행 후 상기 형광층의 반대면에 반사기능 파우더를 분사 코팅하여 반사층을 형성시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 칩 제조방법.(c-1) forming a reflective layer by spray coating a reflective powder on the opposite surface of the fluorescent layer after the step (c); LED chip manufacturing method comprising a further. 제1항에서, In claim 1, (c-2) 상기 (c)단계 시행 후 상기 형광층의 반대면에 방열기능 파우더를 분사 코팅하여 방열층을 형성시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 칩 제조방법.(c-2) forming a heat dissipating layer by spray coating a heat dissipating powder on the opposite side of the fluorescent layer after the step (c); LED chip manufacturing method comprising a further. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제작되어 측면에 코팅층이 없는 LED 칩을 패키징한 구조로서,A structure in which an LED chip is manufactured by the method of any one of claims 1 to 5 and has no coating layer on its side. 상기 LED 칩의 양전극과 음전극에 연결되는 리드프레임; 및A lead frame connected to the positive electrode and the negative electrode of the LED chip; And 상기 LED 칩을 둘러싸는 반사면; 을 포함하여 구성되는 LED 패키지 구조.A reflective surface surrounding the LED chip; LED package structure is configured to include. 제6항에서,In claim 6, 상면에서부터 하방향으로 함입공간이 형성되어 있고, 상기 함입공간의 내벽은 반사면으로 구성된 수용체; 를 더 포함하여 구성되며,A recessed space is formed downwardly from an upper surface thereof, and an inner wall of the recessed space includes a receptor formed of a reflective surface; It is configured to include more 상기 리드프레임은 상기 수용체의 함입공간 바닥에 배치되고,The lead frame is disposed at the bottom of the recessed space of the container, 상기 LED 칩은 상기 함입공간에 수용되어 상기 리드프레임 위에 배치되도록 구성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지 구조.The LED chip structure is characterized in that configured to be accommodated in the recessed space and disposed on the lead frame. 제7항에서,In claim 7, 상기 함입공간의 바닥면에는 하방향으로 침강된 안착부가 형성되어, 상기 리드프레임과 LED 칩이 상기 안착부에 설치된 것을 특징으로 하는 LED 패키지 구조.LED mounting structure, characterized in that the bottom portion of the recessed space is formed in the seating portion is settled downward, the lead frame and the LED chip is installed in the seating portion. 제7항에서,In claim 7, 상기 LED 칩의 각 측면과 접하도록 둘러싸며, 그 하부는 상기 리드프레임에 고정된 반사커버; 를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지 구조.A reflection cover surrounded to be in contact with each side of the LED chip, the lower portion of which is fixed to the lead frame; LED package structure, characterized in that further comprises a.
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